（物理化学专业论文）生物活性物质在微乳液液液界面上的分配与转移.pdf

陈圆：生物活性物质在微乳液液一液界面上的分配与转移! 中文摘要 在生物机体中，一个极为广泛的领域就是膜。膜现象几乎完全控制着离子和 中性分子等物质从活细胞外部向内部或者反方向的运输。生物膜是一种极性端分 别朝细胞内和细胞外水溶液的磷脂白组装结构，磷脂的亲脂链形成像油一样的膜 内层。由表面活性剂体系形成的液液界面，如油包水微乳液( w o ) 水包油 微乳液( o w ) 界面、w o - 双连续结构微乳液( b i ) 界面等，可以看作与周围 电解质相接触的半个生物膜模型。研究由表面活性剂体系形成的液液界面的电 性质以及物质通过界面的传递行为，对于模拟生物膜上功能性物质转移的化学热 力学和动力学基础具有积极意义。本论文采用交流阻抗法、紫外可见分光光度 法、圆二色谱法等方法研究了药物、氨基酸、蛋白质等功能性物质在十二烷基硫 酸钠正戊醇水( s d s n c 5 h l l o n n 2 0 ) 体系中w o - o w 界面、w o b i 界面的 分配转移特性，为理解和调控生物膜的跨膜运输行为、功能性物质的设计提供了 重要的理论依据。论文主要包括以下三部分内容： 一药物在w o o w 、w o b i 微乳液界面上的分配与转移 药物的油水分配系数是影响其吸收的内在因素，许多药代动力学特征，包括 水溶性、脑血穿透以及肠吸收等都与油水分配系数有着非常密切的关系。此外， 生命体系中的许多过程都发生在生物膜上，且人和动物的代谢作用及各种生理现 象大都与电信号的变化密切相关，并具体表现为无论是能量转换、神经传导、光 合作用、呼吸过程，还是基因遗传、疾病防治、药物体内释放等都伴随着电子的 转移。在s d s n - c 5 h u o h h 2 0 体系中，保持质量比n - c 5 h l l o h i - 1 2 0 = 5 0 5 0 ，当 s d s 质量百分比小于6 o 时，体系呈两液相共存。表面活性剂在两相界面上定 向排列，并且在本体溶液中形成微乳液。当体系中s d s 总含量小于3 o 时，随 s d s 总含量增加，s d s 在两相中的含量均增加，但下相( o w ) 中的s d s 浓度 增加较快：当体系中s d s 总含量3 0 时，随s d s 总含量增加，上相中s d s 的含量增加较少，其结构仍为w o ，而下相中s d s 含量增加较大，其组成落在 双连续( b i ) 区。本章以紫外可见分光光度法测定了加替沙星在 s d s n - c 5 h 1 l o h h 2 0 体系上、下相的分配，以交流阻抗法研究了加替沙星、s d s 2 扬州大学博士学位论文 对体系相间电性质的影响，并以流变法研究了加替沙星对该体系上、下相结构的 影响。结果表明，加替沙星的加入并没有改变体系上、下相原来的微结构，但是 引起了s d s 在上、下相的转移和重新分配。在固定质量比n - c 5 h l l o h h 2 0 = 5 0 5 0 、 加替沙星总浓度为j o 1 0 。5 m o v l 的条件下，随着s d s 总含量的增加，加替沙星 从上相逐渐转移到下相，即加替沙星在上、下相中的分配系数减小，体系的上相 电容、下相电容、相间电容、界面电荷传递电流均增加，上相电阻率、下相电阻 率、相间电阻率均减小。当体系中s d s 总含量大于3 0 时，上述电性质变化幅 度均变缓。当固定s d s 总含量分别为1 o 和4 o 时，随着加替沙星总浓度的增 加，加替沙星在上、下相中的浓度均增加，导致上相s d s 的含量略有增加、下 相s d s 的含量略有减少，s d s 在上、下相中的分配系数增大；体系的上相电容、 相间电容、界面电荷传递电流、下相电阻率均增加，而下相电容、上相电阻率、 界面电阻率均下降。 除了研究在该体系中带负电荷的加替沙星在体系上、下相中的分配与转移以 外，我们还选用了一种在体系中带正电荷的药物一亚甲蓝，以紫外一可见分光光 度法测定了亚甲蓝在s d s n c 5 h 1 1 0 h h 2 0 体系上、下相中的分配，并用以交流 阻抗法所研究的亚甲蓝对体系相间电性质影响的结果加以佐证。实验结果表明， 加替沙星和亚甲蓝所带电荷相反，因此它们的加入使得s d s 在两相间的转移有 所不同，对体系电性质的影响也有所不同。在固定质量比n - c 5 h l l o h h 2 0 = 5 0 5 0 、亚甲蓝总浓度为1 2 1 0 巧m o l l 的条件下，随着s d s 总含量的增加，亚甲 蓝从上相逐渐转移到下相，m b 在上、下相中的分配系数减小。当固定s d s 总 含量分别为1 o 和4 o 时，随着亚甲蓝总浓度的增加，亚甲蓝在上、下相中的 含量均增加；上相中s d s 的含量减少，而下相中s d s 的含量增加，即s d s 在上、 下相中的分配系数减小；体系的电容、界面电荷传递电流均增加，电阻率均下降。 该研究将为药物在液液界面的作用机理的研究提供有价值的信息。 二氨基酸在w o - o w 、w o b i 微乳液界面上的分配与转移 以紫外可见分光光度法分别研究了两种芳香族氨基酸一l 苯丙氨酸和l 色 氨酸在s d s n - c 5 h l l o h h 2 0 体系上、下相中的分配，以交流阻抗法研究了两种 氨基酸对该体系微乳液相间电性质的影响，并以冷冻蚀刻透射电子显微镜法和 流变法研究了两种氨基酸对该体系上、下相结构的影响。结果表明，在 陈圆：生物活性物质在微乳液液一液界面上的分配与转移! s d s n c 5 h 1 i o h h 2 0 体系中，在固定质量比n - c 5 h l l o h h ：o = 5 0 5 0 、l 苯丙氨 酸总浓度为6 0 x l f f 3 m o l l ( 或l 色氨酸总浓度为1 o 1 0 4 t o o l l ) 的条件下，随 着s d s 总含量的增加，l 苯丙氨酸或l 色氨酸从下相逐渐转移到上相，它们在 上、下相中的分配系数均增大，体系的电容、界面电荷传递电流均增加，电阻率 减小；当s d s 总含量为3 0 时下相微乳液所发生的结构转变使得体系的电容和 界面电荷传递电流的增加幅度均变缓、电阻率下降幅度亦变缓。冷冻蚀刻透射 电子显微镜法和流变法的研究结果表明，l 苯丙氨酸或【广色氨酸的加入并没有 改变体系上、下相原来的微结构，但是引起了s d s 在上、下相的转移和重新分 配。当固定s d s 总含量分别为1 o 和4 o 时，随着l - 苯丙氨酸或l 色氨酸总 浓度的增加，它们在上、下相中的浓度均增加；上相s d s 含量略有减少，下相 s d s 含量略有增加，s d s 在上、下相中的分配系数减小；体系的电容、界面电 荷传递电流均增加，电阻率均减小。上述结果表明可通过改变上、下相的组成来 调节膜的结构，从而调控氨基酸在膜内外的转移与分配。 三血红蛋白在s d s n c 5 h l l o h h 2 0 体系两相中的分配和构象变化 本章主要以紫外可见分光光度法和圆二色谱法研究了血红蛋白在 s d s ，n c 5 h l l o h h 2 0 体系上、下相中的分配和构象变化，以交流阻抗法研究了血 红蛋白、s d s 对体系相间电性质的影响。结果表明，在具有不同结构的两相中， 血红蛋白的构象变化不同。根据圆二色谱的研究结果可知，随着s d s 总含量的增 加，下相h b 的二级结构受到影响，a - h e l i 】【含量降低，b s h e e t 含量增加，原来紧密 的结构变得松散。结合紫外光谱的研究结果可知，随着s d s 总含量的增加，血红 蛋白在上相( w o ) 中主要以血红素单体形式存在，而在下相( o w 或b i ) 中由 s d s 分子诱导产生的高铁血色原部分转变为血红素。此外，随着h b 总浓度的增加， h b 在上、下相中的含量均增加，少量s d s 从下相转移至上相，使得体系的上相电 容、相间电容、下相电阻率、界面电荷传递电流均增加，下相电容、上相电阻率、 相间电阻率均减小。通过流变法、n b n 入前后s d s 总含量对体系电性质影响的研 究结果我们发现，血红蛋白的加入并没有改变体系上、下相的聚集体结构随s d s 总含量变化的趋势。该研究为揭示蛋白质与细胞膜相互作用的机理提供了重要的 信息。 一4 扬州大学博士学位论文 a b s t r a c t b i o l o g i c a lm e m b r a n ei sq u i t e ab r o a da r e ai n l i v i n go r g a n i s m m e m b r a n e p h e n o m e n aa l m o s tc o m p l e t e l yc o n t r o lt h et r a n s f e ro fi o n sa n dn e u t r a lm o l e c u l e sf r o m t h ee x t e r i o ro fl i v i n gc e l l st ot h ei n t e r i o ro rv i c ev e r s a t h el i q u i d - l i q u i di n t e r f a c e f o r m e db yt h es u r f a c t a n ta g g r e g a t i o n s u c h 够t h ew a t e ri no i l ( w o ) - o i li nw a t e r ( o w ) i n t e r f a c eo rw o b i c o n t i n u o u s i ) i n t e r f a c e ，c a nb et a k e na sh a l fam o d e lo f b i o l o g i c a lm e m b r a n e s t u d i e so ft h ee l e c t r i cp r o p e r t i e so fal i q u i d l i q u i di n t e r f a c e a s w e l l 舔t h em a s st r a n s f e rb e h a v i o rv i at h ei n t e r f a c e a r eo fg r e a ts i g n i f i c a n c et ot h e t h e r m o d y n a m i ca n dd y n a m i cf o u n d a t i o n sf o rt h es i m u l a t i o no ft h em a s sl a a n s f e r t h r o u g ht h eb i o l o g i c a lm e m b r a n e i nt h i sp a p e r , w eh a v es t u d i e dt h ed i s t r i b u t i o na n d a a n s f e ro ff i m e t i o n a ls u b s t a n c e s ，s u c h 勰d r u g s ，a m i n oa c i d sa n d p r o t e i n ，t h r o u g ht h e w o - o wa n dw o b ii n t e r f a c ei ns d s n - c s h i i o h h 2 0s y s t e m t h er e s u l t sw i l l p r o v i d et h e o r e t i c a lb a s i sf o rt h et r a n s p o r tb e h a v i o ro f t h eb i o l o g i c a l l ya c t i v es u b s t a n c e a c r o s sm e m b r a n e ，a n dt h ed e s i g no ff u n c t i o n a lb i o m a t e r i a l s t h i sp a p e ri n c l u d et h e f o l l o w i n gt h r e ep a r t s ： 1 t r a n s f e ra n dd i s t r i b u t i o no fd r u g st h r o u g ht h ew o - o wa n d w o b ii n t e r f a e e m a n yp r o c e s s e sd u r i n gt h eb i o l o g i c a ls y s t e mo c c u ra tt h eb i o l o g i c a lm e m b r a n e ，a n d m a n yp h y s i o l o g i c a lp h e n o m e n aa r er e l a t i v et ot h ec h a n g e so fe l e c t r i cs i g n a l s t h e c h a n g eo fe l e c t r i cp r o p e r t i e so fb i o l o g i c a lm e m b r a n ec a np r o v i d et h e o r e t i cg u i d a n c e f o rt h ei n t e r a c t i o n so fd r u g sa n db i o l o g i c a lm e m b r a n ea n dt h et r a n s p o r to fd r u g s t h r o u g hb i o l o g i c a lm e m b r a n e a tt h ew e i g h tr a t i oo f n c 5 h i i o h h 2 0 = 5 0 5 0 ，w h e n t h et o t a lc o n t e n to fs d si sl e s st h a n6 0 t h e t e r n a r y m i x t u r eo f s d s n - c 5 h 1 1 0 h h 2 0i st h ec o e x i s t e n c eo ft w oi m m i s c i b l em i c r o e m u l s i o n s s u r f a c t a n tm o l e c u l e sn o to n l ya d s o r ba tt h el i q u i d l i q u i di n t e r f a c e ，b u ta l s oa s s e m b l e i n t om i c e l l e si nt h eb u l ks o l u t i o nt of o r mw o o wo rb im i e r o e m u l s i o n w h e nt h e 陈圆：生物活性物质在微乳液液一液界面上的分配与转移! t o t a ls d sc o n t e n ti sl e s st h a n3 慨，w i t ht h ei n c r e a s eo ft h et o t a ls d sc o n t e n t ，t h e s d sc o n t e n t si nb o t hp h a s e si n c r e a s e ，a n dt h a to ft h el o w e rp h a s e ( o w ) i n c r e a s e s f a s t e r a f t e rt h et o t a ls d sc o n t e n tr e a c h e s3 o t h ei n c r e a s eo fs d sc o n t e n ti nt h e u p p e rp h a s es l o w sd o w n ，t h ec o m p o s i t i o no f w h i c hi ss t i l li nt h ew or e g i o n b u tt h e s d sc o n t e n ti n c r e a s e sa ta l m o s tt h es a m er a t ei nt h el o w e rp h a s e ，t h ec o m p o s i t i o no f w h i c hi si nt h eb i c o n t i n u o u s dr e g i o n i nt h i sc h a p t e r , t h ed i s t r i b u t i o na n dt r a n s f e r o fg a t i f l o x a c i n ( g t f x ) b e t w e e nt h et w op h a s e si ns d s n - c s h i i o h h 2 0s y s t e mw a s s t u d i e db yu v - v i ss p e c t r o s c o p y , t h ee f f e c t so fg t f xa n ds d so nt h ei n t e r p h a s e e l e c t r i cp r o p e r t i e so ft h es y s t e mw e r es t u d i e db yt h em e t h o do fa c i m p e d a n c e ，a n d t h ee f f e c to fg t f xo nt h es t r u c t u r e so ft h ed i f f e r e n tm i c r o e m u l s i o np h a s e sw a s s t u d i e db yt h em e t h o do f r h e o m e t e r t h er e s u l t ss h o wt h a tt h ea d d i t i o no fg t f xd o e s n o tc h a n g et h es t r u c t u r e so ft h et w od i f f e r e n tp h a s e sf u n d a m e n t a l l y , b u tr e s u l t si nt h e t r a n s f e ra n dr e d i s t r i b u t i o no fs d s a tt h ew e i g h tr a t i oo fn - c s h u o h h 2 0 = 5 0 5 0 ， w i t ht h ei n c r e a s eo f t h et o t a ls d sc o n t e n ta tat o t a lg t f xc o n c e n t r a t i o no f1 0 1 0 4 m o f l ，g t f xt r a n s f e r sf r o mt h eu p p e rp h a s e ( w o ) t ot h el o w e rp h a s e ( o wo rb i ) t h ec a p a c i t a n c ea n di n t e w h a s ec h a r g e - t r a n s f e rc u r r e n to ft h es y s t e mi n c r e a s e ，w h i l e t h er e s i s t i v i t yd e c r e a s e sw i t ht h ei n c r e a s eo f t h et o t a ls d sc o n t e n t b u tw h e nt h et o t a l s d sc o n t e n ti sg r e a t e rt h a n3 o t h ec h a n g et e n d e n c i e so fa l lt h ee l e c t r i cp r o p e r t i e s s l o wd o w n 、矾t ht h ei n c r e a s eo ft h et o t a lg t f xc o n c e n t r a t i o na tac o n s t a n tt o t a l c o n t e n to fs d s ，t h ec o n c e n t r a t i o n so fg t f xi nb o t ht h eu p p e ra n dl o w e rp h a s e s i n c r e a s e ，a n das m a l la m o u n to fs d st r a n s f e r sf r o mt h el o w e rp h a s et ot h eu p p e r p h a s ec o r r e s p o n d i n g l y , n a m e l yt h ed i s t r i b u t i o nc o e f f i c i e n to fs d sb e t w e e nt h eu p p e r a n dl o w e rp h a s e si n c r e a s e s t h e s er e s u l ti nt h ec h a n g eo ft h ee l e c t r i cp r o p e r t i e s ：t h e c a p a c i t a n c ei nt h eu p p e rp h a s e ，t h ei n t e r p h a s ec a p a c i t a n c e ，t h er e s i s t i v i t yi nt h el o w e r p h a s ea n dt h ei n t e r p h a s ec h a r g e t r a n s f e rc u r r e n ti n c r e a s e ，w h i l et h ec a p a c i t a n c ei nt h e l o w e rp h a s e ，t h er e s i s t i v i t yi nt h eu p p e rp h a s ea n dt h ei n t e r p h a s er e s i s t i v i t yd e c r e a s e w ea l s os e l e c t m e t h y l e n eb l u e 似b ) ，w h i c h h a s p o s i t i v ec h a r g e i n s d s ，n c s h i i o h h 2 0s y s t e mc o n t r a r yt og t f x i nt h es a n l ew a y , t h ed i s t r i b u t i o no f m bb e t w e e nt h et w op h a s e sw i t hd i f f e r e n ts t r u c t u r e sw a sd e t e r m i n e db yu v - v i s s p e c t r o s c o p y a n dt h er e s e a r c ho ft h ee f f e c to fm bo nt h ei n t e r p h a s ee l e c t r i c !扬州大学博士学位论文 p r o p e r t i e ss t u d i e db yt h em e t h o do fa ci m p e d a n c ep r o v i d e sf u r t h e re v i d e n c ef o ri t t h er e s u l t ss h o wt h a t w i t ht h ei n c r e a s eo ft h et o t a ls d sc o n t e n ta tt l l ec o n s t a n t w e i g h tr a t i oo fn - c 5 h l i o h h 2 0 = 5 0 5 0a n dt h et o t a lm b c o n c e n t r a t i o no f1 2 x 1 0 。5 m o l l ，m bt r a n s f e r sf r o mt h eu p p e rp h a s e ( w o ) t ot h el o w e rp h a s e ( o wo rb i ) a t t h ec o n s t a n tc o n t e n to fs d s ，w i t ht h ei n c r e a s eo ft h et o t a lm bc o n c e n t r a t i o n ，m e c o n c e n 仃a t i o n so fm bi nt h eu p p e ra n dl o w e rp h a s e si n c r e a s e ，w h i c hr e s u l t si nt h e t r a n s f e ro fs d sf r o mt h eu p p e rp h a s et ot h el o w e rp h a s e s ot h ec a p a c i t a n c ea n dt h e i n t e r p h a s ec h a r g e - t r a n s f e rc u r r e n ti n c r e a s e ，w h e r e a st h er e s i s t i v i t yd e c r e a s e s t h e r e s e a r c hw i l lp r o v i d et h ev a l u a b l ei n f o r m a t i o nf o rt h es t u d yo ft h ei n t e r a c t i o u a l m e c h a n i s mo f d r u g sa tt h el i q u i d - l i q u i di n t e r f a c e 2 t r a n s f e ra n dd i s t r i b u t i o no fa m i n oa c i d st h r o u g ht h ew o o w a n dw o - b ii n t e r f a c e t h ed i s t r i b u t i o n so fl - p h e n y l a l a n i n e ( l p h e ) a n dl q r y p t o p h a n ( l - t r p ) b e t w e e n w op h a s e ( t h eu p p e rp h a s e ) a n do wo rb i c o n t i n u o u sp h a s e ( t h el o w e rp h a s e ) i nt h e s d s n - c s h l l o h h 2 0s y s t e mw e r ed e t e r m i n e db yu v - v i ss p e c t r o s c o p y , r e s p e c t i v e l y t h ee f f e c t so fl - p h ea n dl t r po nt h ei n t e r p h a s ee l e c t r i cp r o p e r t i e sw e r ei n v e s t i g a t e d b yt h em e t h o do fa ci m p e d a n c e i na d d i t i o n ，t h ee f f e c t so fl - p h ea n dl - t r po nt h e s t r u c t u r e so ft h ed i f f e r e n tm i c r o e m u l s i o np h a s e sw e r es t u d i e db yt h em e t h o d so f f r e e z e - f r a c t u r et r a n s m i s s i o ne l e c t r o nm i c r o s c o p y ( f f t e m ) a n dr h e o m e t e r t h e r e s u l t ss h o wt h a ta tt h ec o n s t a n tw e i g h tr a t i oo f n - c 5 h i l o h h 2 0 = 5 0 5 0a n dt h et o t a l l - p h ec o n c e n t r a t i o ni s6 0 x 1 0 3 m o l l ( o rt h et o t a ll - t r pc o n c e n t r a t i o ni s1 0 1 0 4 r e e l l ) ，w i t ht h ei n c r e a s eo ft h et o t a ls d s c o n t e n ti nt h es y s t e m ，t h em i c r o s t r u c t u r e t r a n s i t i o no fm i c r o e m u l s i o n sa tt h es d sc o n t e n to f3 o m a k e st h ec h a n g e so ft h e c a p a c i t a n c e ，i n t e r p h a s ec h a r g e - t r a n s f e rc u r r e n ta n dr e s i s t i v i t ya p p a r e n t l ys l o wd o w n w i t hf u r t h e ri n c r e a s eo fs d sc o n t e n t l p h eo rl - t r pt r a n s f e r sf i o mt h el o w e rp h a s e t ot h eu p p e rp h a s ew i t ht h ei n c r e a s eo f t h et o t a ls d sc o n t e n t i na d d i t i o n ，t h ea d d i t i o n o fl - p h eo rl t r pc a n n o tc h a n g et h es t r u c t u r e so ft h eu p p e ra n dl o w e rp h a s e s u l t i m a t e l y , b u tr e s u l t si nt h et r a n s f e ra n dr e d i s t r i b u t i o no fs d sb e t w e e nt h et w o p h a s e s a tt h ec o n s t a n tc o n t e n to fs d s ，w i t ht h ei n c r e a s eo ft h et o t a ll p h eo rl t r p 陈圆：生物活性物质在微乳液液一液界面上的分配与转移! c o n c e n t r a t i o n t h ec o n e a n 仃a t i o n so fl - p h eo rl - t r pi nb o t ht h eu p p e ra n dl o w e r p h a s e si n c r e a s e ，t h es d s c o n t e n ti nt h eu p p e r p h a s ed e c r e a s e sw h i l e t h a ti nt h el o w e r p h a s ei n c r e a s e s s ot h ec a p a c i t a n c ea n d t h ei n t e r p h a s ec h a r g e - t r a n s f e rc u r r e n ti n c r e a s e ， w h e r e a st h er e s i s t i v i t yd e c r e a s e s t h ea b o v er e s u l t si n d i c a t et h a tt h es t r u c t u r eo f m e m b r a n ec a l lb ea d j u s t e db yc o n s t i t u t e so ft h eu p p e ra n dl o w e rp h a s e s ，a n d a c c o r d i n g l yi tc a l lc o n t r o lt h et r a n s f e ra n dd i s t r i b u t i o no fa m i n oa c i d sb e t w e e nt h e i n s i d ea n do u t s i d eo f t h em e m b r a n e 3 d i s t r i b u t i o na n de o n f o r m a t i o n a lb e h a v i o ro fh e m o g l o b i nb e t w e e n t h et w od i f f e r e n tm i e r o e m u l s i o np h a s e si ns d s n c s h u o h h 2 0 s y s t e m t h ed i s t r i b u t i o na n ds t r u c t u r a lb e h a v i o ro f h e m o g l o b i n ( h b ) b e t w e e nt h eu p p e ra n d l o w e r # a s e si ns d s n c 5 h 1 1 0 1 n 2 0s y s t e mw e r es t u d i e db yu v - v i sa n dc i r c u l a r d i c h r o i s m ( c d ) s p e c t r o s c o p y t h ee f f e c t so ff r oa n ds d s o nt h ei n t e r p h a s ee l e c t r i c p r o p e r t i e so ft h es y s t e mw e r es t u d i e db yt h em e t h o do fa ci m p e d a n c e t h er e s u l t s i n d i c a t et h a td i f f e r e n ts t r u c t u r e so ft h et w op h a s e sb r i n gt h ed i f f e r e n tc o n f o r m a t i o n a l c h a n g eo fh b i nt h el o w e rp h a s e ，t h ec o n t e n to fa h e l i xo fl i bd e c r e a s e s ，b u tt h e c o n t e n to f1 3 - s h e e ti n c r e a s e s w h i c hi n d i c a t e su n a m b i g u o u s l yt h a t0 【一h e l i c i t yo f h e m o g l o b i ns u b a n i t si sg r a d u a l l yl o s t t h ef o r m e r l yc o m p a c ts t r u c t u r eb e c o m e sr e l a x c o m b i n e dt h ec ds p e c t r aw i t hu v v i sa d s o r p t i o ns p e c t r a ，w ek n o wt h a ti tm o s t l y e x i s t sa sh e m em o n o m e ri nt h eu p p e rp h a s e ，a n di nt h el o w e rp h a s eh e m i c h r o m e i n d u c e db ys d si sp a r t l yc o n v e r t e dt oh e m e a tac o n s t a n tc o n t e n to fs d s ，w i t ht h e i n c r e a s eo ft h et o t a lc o n c e n t r a t i o no fh b ，t h ec o n c e n t r a t i o n so fh bi nb o t ht h eu p p e r a n dl o w e rp h a s e si n c r e a s e ，as m a l la m o u n to fs d st r a n s f e r sf r o mt h el o w e rp h a s et o t h eu p p e rp h a s e t h ec h a n g e so fh ba n ds d sc o n t e n t si nb o t ht h eu p p e ra n dl o w e r p h a s e sr e s u l ti nt h ec h a n g eo ft h ee l e c t r i cp r o p e r t i e s t h es t u d yp r o v i d e si m p o r t a n t i n f o r m a t i o nf o rt h em e c h a n i s mo fi n t e r a c t i o n sb e t w e e np r o t e i na n dc e l lm e m b r a n e 3 扬州大学博士学位论文 第一章序言 1 1 表面活性剂分子有序组合体 1 1 1 表面活性剂及其聚集体 表面活性剂是一大类有机化合物，活跃于表面和界面上，具有极高的降低表、 界面张力的能力和效率；在溶液中达到一定浓度以上，会形成分子有序组合体， 从而具有一系列重要的应用功能。表面活性剂的分子结构特点是具有不对称性。 整个分子可分为两部分，一部分是亲油的( 1 i p o p h i l i c ) 非极性基团，叫做疏水基 ( h y d r o p h o b i cg r o u p ) 或亲油基；另一部分是亲水的极性基团，叫做亲水基 ( h y d r o p h i l i cg r o u p ) 。因此，表面活性剂分子具有两亲性质，被称为两亲 ( a m p h i p h i l i c ) 分子【n 。表面活性剂的这种两亲结构决定了它的两个重要特点， 一是在各种界面上的定向吸附，另一个是在溶液内部能形成胶束【2 】。 根据表面活性剂的化学结构为“两亲分子”的特点，一般即按亲水基的不同 把表面活性剂分为离子型( i o n i c ) 和非离子型( n o n i o n i c ) 两大类；离子型中再 一 因离子基团电性不同而分为阳离子型( c a t i o n i c ) 、阴离子型( a n i o n i c ) 和两性型 ( a m p h o t e r i c ) 表面活性剂。通常使用的表面活性剂，其憎水基是碳氢烃基，分 子中还可能含有氧、氮、硫、氯、溴和碘等元素，称为碳氢表面活性剂或普通表 面活性剂。含有氟、硅、磷和硼等元素的表面活性剂则称为特种表面活性剂。由 于氟、硅、磷和硼等元素的引入而赋予表面活性剂更独特、优异的性能。含氟表 面活性剂是特种表面活性剂中最重要的品种之一。 表面活性剂素有“工业味精”之称，目前已被广泛应用于纺织工业、金属工 业、涂料、油漆、颜料工业、塑料树脂工业、食品工业、造纸工业、皮革工业、 石油开采、建材工业、采矿业、能源工业、制药、化妆品等领域，它是许多工业 部门必须的化学助剂，其用量小、收效大，往往起到意想不到的效果。 随着人们环保意识的增强以及人工合成物对皮肤不利的过敏影响，迫使人们 寻找新的可替代品，于是生物表面活性剂应运而生。生物表面活性剂是2 0 世纪7 0 年代后期国际生物工程领域中发展起来的一个新课题。生物表面活性剂以其